DE1790094C

DE1790094C - Process for applying thin, non-conductive layers

Info

Publication number: DE1790094C
Authority: DE
Inventors: Joseph Skinner Poughkeepsie NY Logan (V St A )
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Publication date: 1972-09-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von dünnen Schichten aus nichtleitendem Material auf eine Unterlage mittels einer Hochfrequenz-Glimmentladung in einer Edelgasatmosphäre zwischen einer Zerstäubungselektrode mit dem nichtleitenden Material und einer Gegenelektrode mit der zu beschichtenden Unterlage in einem Zerstäiibungsgefäß mit leitenden Außenwänden.The invention relates to a method for applying thin layers of non-conductive material Material on a base by means of a high-frequency glow discharge in a noble gas atmosphere between a sputtering electrode with the non-conductive material and a counter electrode with the one to be coated Support in an atomization vessel with conductive outer walls.

Verfahren dieser Art sind bereits allgemein bekannt, wie es z. B. die Veröffentlichung von G. S. Λ η d e r son et al. im Journal of Applied Physics, Vol. 33, Nr. 10, Oktober 1962, S. 2991 und 2992, unter dem Titel »Sputtering of Dielectrics by highfrequency Fields« zeigt. Das Niederschlagen einer Isolierschicht durch Hochfrequenzzerstäubung erfolgt in einem Vakuumgefäß, welches im nilgemeinen aus Metall besteht. Das zu zerstäubende Material ■·'H in Form einer Sehrivc auf einer Zerstäubungselektrode innerhaib des Zerstäubungsgefäßes befestigt. Zu beschichtende Substrate sind durch eine Substrathalterung auf ^emer Gegenelektrode befestigt, die ihrerseits auf an einer metallenen Grundplatte befestigten Metallsäulen ruht. Das hochfrequenzfeld zwischen den beiden Elektroden hat eine Glimmentladung zwischen dem zu zerstäubenden Material und der zu beschichtenden Unterlage zur Folge. Die Grundplatte sowie alle leitenden Flächen des Zerstäubungsgefäßes befinden sich auf dem Poten-Process of this type are already well known, as it is, for. B. the publication of GS Λ η der son et al. in Journal of Applied Physics, Vol. 33, No. 10, October 1962, pp. 2991 and 2992, under the title "Sputtering of Dielectrics by highfrequency Fields" shows. The deposition of an insulating layer by high-frequency sputtering takes place in a vacuum vessel, which generally consists of metal. The material to be atomized is fastened in the form of a lens on an atomizing electrode inside the atomizing vessel. Substrates to be coated are ^{attached to a substrate holder on a} counter-electrode, which in turn rests on metal columns attached to a metal base plate. The high-frequency field between the two electrodes results in a glow discharge between the material to be atomized and the substrate to be coated. The base plate and all conductive surfaces of the atomization vessel are located on the potential

- tial des Plasmas innerhalb des Gefäßes. Das Plasma ist- tial of the plasma within the vessel. The plasma is

ίο als feldfreie Raumzone definiert und besteht aus positiven und negativen Ladungen.ίο defined as a field-free space zone and consists of positive and negative charges.

Die Technik der Hochfrequenzzerstäubung erlaubt das Niederschlagen von nahezu jedem Material in Form einer dünnen Schicht, die relativ homogen gebildet wird. Von besonderem Interesse für die Halbleiterherstellung ist die Verwendung solcher Schichten zur Isolierung bei monolithischen integrierten Halbleiterschaltungen. Bei den entsprechenden Fertigungsverfahren werden in einigen Verfahrensschritten auch ÄU-prozesse angewendet, bei denen Löcher in diese Isolationsschichten geätzt werden, sei es zur Bereitstellung von Masken, sei es zum Erstellen von Anschlüssen an darunterliegenden Halbleiterzonen. Die Eigenschaften der durch dieses hochfrequente Zerstäuben niedergeschlagenen Schichten gegenüber den bei der HaIbleiterverarbeitung angewandten Ätzmitteln sind deshalb von besonderer Bedeutung.The technique of high-frequency atomization allows almost any material to be deposited in Form of a thin layer that is formed relatively homogeneously. Of particular interest to semiconductor manufacturing is the use of such layers for insulation in monolithic integrated semiconductor circuits. In the corresponding manufacturing processes, there are also OU processes in some process steps applied, in which holes are etched into these insulation layers, be it for provision of masks, be it to create connections to underlying semiconductor zones. The properties of the layers deposited by this high-frequency sputtering compared to those during semiconductor processing The etching agents used are therefore of particular importance.

Als nachteilig bei den bisher bekannten Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren hat sich gezeigt, daß bei den hiermit niedergeschlagenen Schichten Stellen vorhanden sind, die z. B. unter dem Einfluß von Ätzmitteln nadelstichartige Löcher, sogenannte Pin-Holes, auftreten lassen, durch die ein Ätzmittel ein unterhalb der niedergeschlagenen Schicht befindliches Substrat in bevorzugter Weise angreift, und zwar bevor alle anderen Stellen der niedergeschlagenen Schicht durch das angewandte Ätzmittel abgetragen sind. Die niedergeschlagene Schicht ist also nicht gleichmäßig angeätzt. Ein weiterer Nachteil bei Anwendung bekannter Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren besteht darin, daß das Auftreten einer Inversion derGlin<mentladung, also eine unerwünschte Aufladung durch Ionen, nicht immer zu vermeiden ist. Hierdurch ergibt sich eine Störung beim Schichtniederschlag, indem definierte Bedingungen nicht mehr vorliegen.A disadvantage of the previously known high-frequency sputtering processes has been shown to be that there are places in the layers that have been deposited in this way which, for. B. under the influence of caustic agents Pin-hole-like holes, so-called pin holes, occur through which an etchant penetrates underneath the deposited layer attacks substrate located in a preferred manner, before all other places of the deposited layer are removed by the applied etchant. The downcast So the layer is not etched evenly. Another disadvantage when using known The high-frequency sputtering process consists in the fact that the occurrence of an inversion of the so an undesired charge by ions cannot always be avoided. This results in a Disturbance in layer precipitation in that defined conditions are no longer present.

Um die physikalischen Eigenschaften einer aufzustäubenden Schicht zumindest einigermaßen zu beeinflussen, sind bisher die Parameter: Gasdruck, Temperatur des Substrats, elektrisches Feld und gegebenenfalls die Größe eines zusätzlich angelegten Magnetfeldes, geändert worden. Da unter bestimmten Voraussetzungen die genaue Steuerung dieser Parameter schwierig und unpraktisch ist, sind die hierbei erzielten Ergebnisse hinsichtlich einzuhaltender Toleranzgren-In order to influence the physical properties of a layer to be sputtered at least to some extent, are the parameters: gas pressure, temperature of the substrate, electric field and, if applicable the size of an additionally applied magnetic field has been changed. Because under certain conditions precise control of these parameters is difficult and impractical, are those achieved here Results with regard to the tolerance limits to be observed

zen in keiner Weise befriedigend. Die Einführungeines in relativ einfacher Weise einzustellenden Parameters zur Steuerung der Schichtniederschläge könnte also von wesentlichem Vorteil bei Anwendung von Hochfrequenz-Zerstäubungsverfahren sein.zen in no way satisfactory. The introduction of a parameters for controlling the layer precipitation could thus be set in a relatively simple manner be of considerable advantage when using high-frequency atomization processes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Möglichkeit zur Steuerung der physikalischen Eigenschaften von aufgestäubten Schichten so zu verbessern, daß eine einwandfreie Nachbehandlung, insbesondere von Ätzmitteln zur Vermeidung von Pin-Holes, gewährleistet ist.The object of the invention is therefore to provide the ability to control the physical To improve the properties of sputtered layers so that a perfect after-treatment, in particular of etchants to avoid pin holes.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Amplitude und Phase der an der Gegenelektrode wirksamen Hochfrequenzspannung durchAccording to the invention, this object is achieved in that the amplitude and phase of the counter electrode effective high frequency voltage

ein elektrisch zwischen die Gegenelektrode und die F i g. 4 eine Darstellung der Abhängigkeit der Ätzleitenden Außenflächen des Zerstäubungsgefäßes ge- geschwindigkeit von der Substratreaktanz,
schaltetes, abstimmbares LC-Glied beeinflußt werden. F i g. 5 die Darstellung eines bevorzugten Ausführ-an electrically between the counter electrode and the F i g. 4 shows the dependence of the etch-conducting outer surfaces of the atomization vessel speed on the substrate reactance,
switched, tunable LC element can be influenced. F i g. 5 shows a preferred embodiment

Durch diese Maßnahme ist es in vorteilhafter Weise rungsbeispiels gemäß dem vorliegenden Verfahren,
möglich, das Hochfrequenzpotential zwischen der 5 F i g. I zeigt eine bekannte Vorrichtung 10, welche Gegenelektrode und damit dem bzw. den Substraten zum Kathodenzerstäuben gemäß dem Stand der und den leitenden Außenflächen des Zerstäubungs- Technik dient. Diese Vorrichtung 10 besteht aus einem gefäßes speziell der Grundplatte, auf der die isolieren- Zerstäubunjsgefäß 12, in welchem sich das zu ionisieden Tragsäuler-, zur Befestigung der Subslrathalterung rende Gas bei niedrigem Druck befindet. Es handelt und damit der Gegenelektrode montiert sind, so ein- io sich um ein Gefäß, welches auf einer Bodenplatte 14 zuregeln, daß keine Zerstäubungsinvertierung auf- aufgebaut ist. Ein passendes Edelgas, wie Argon, wird treten kann und eine so dichte und homogene Schicht in das Gefäß durch eine nicht gezeigte öffnung einaufgestäubt wird, daß das Entstehen von Pin-Holes gelassen und mittels einer, auch nicht dargestellten vermieden wird. Weiterhin lassen sich Amplitude und Vakuumpumpe auf einem niedrigen Druck gehalten. Phasenwinkel der Gegenelektrodenspannung in bezug 15 Innerhalb des gasgefüllten Raumes befindet sich eine zum Potential der Zerstäubungselektrode so ein- Zerstäubungselektrode 16, auf welcher eine Scheibe 17 stellen, daß der zwischen Gegenelektrode bzw. Sub- aus dem zu zerstäubenden Material befestigt ist, und strathalterung und Erde bzw. Gefäßwandung sich eine Gegenelektrode 18 mit Substrathalterungsmögsonst einstellende Gleichstromanteil auf einen ver- lichkeiten. welche durch metallene Säulen 19 getragen nachlässigbaren Wert gebracht und gehalten wird. 20 wird. Um die Zerstäubungselektrode 16 herum undBy this measure, it is advantageous for example according to the present method,
possible, the high frequency potential between the 5 F i g. I shows a known device 10 which serves the counter electrode and thus the substrate or substrates for cathode sputtering according to the prior art and the conductive outer surfaces of sputtering technology. This device 10 consists of a vessel, especially the base plate, on which the isolating atomizing vessel 12, in which the supporting column to be ionized and for fastening the subslate holder is located, is at low pressure. It is a matter and so the counter-electrode is mounted, so it is a vessel which is regulated on a base plate 14 so that no atomization inversion is built up. A suitable noble gas, such as argon, will be able to enter and such a dense and homogeneous layer will be sprayed into the vessel through an opening (not shown) that pin holes will not develop and will be avoided by means of one, also not shown. Furthermore, the amplitude and the vacuum pump can be kept at a low pressure. Phase angle of the counter-electrode voltage in relation to 15 Inside the gas-filled space there is an atomizing electrode 16 which is in relation to the potential of the atomizing electrode, on which a disk 17 is placed so that it is fastened between the counter-electrode or the material to be atomized, and the substrate and earth or the wall of the vessel, a counterelectrode 18 with a substrate holder option, which can otherwise be adjusted, for a direct current component. which is supported by metal pillars 19 brought and kept negligible value. 20 turns. Around the sputtering electrode 16 and

Eine optimale Wirkung läßt sich gemäß einer Weiter- davon isoliert befindet sich eine Abschirmung 20 ausAn optimal effect can be achieved according to a further - a shield 20 is isolated therefrom

bildung der Erfindung erzielen, wenn nach der Ab- leitendem Material. Die Substrate 22 werden auf derAchieve formation of the invention if after the dissipative material. The substrates 22 are on the

Stimmung die gesamte Impedanz, bestehend aus der · Gegenelektrode 18 befestigt. Ein Hochfrequenzgene-Tuning the entire impedance, consisting of the counter electrode 18 attached. A high frequency gene

des LC-Gliedes und der dazu parallelliegenden Streu- rator 24 ist an die Zerstäubungselektrode 16 und dieof the LC element and the scatterer 24 lying parallel to it is connected to the sputtering electrode 16 and the

impedanz", im wesentlichen eine induktive Reaktanz 25 Gegenelektrode 18 angeschlossen,impedance ", essentially an inductive reactance 25 connected counter-electrode 18,

darstellt. In diesem Falle treten gegenphasige Span- Durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an dierepresents. In this case, out-of-phase voltage occurs by applying a high-frequency voltage to the

nungen zwischen Substrat und Zerstäubungselektrode * Zerstäubungselektrode 16 fließen HochfrequenzströmeHigh-frequency currents flow between substrate and sputtering electrode * Sputtering electrode 16

auf. zur Gegenelektrode 18 und durch die Tragsäulen 19on. to the counter electrode 18 and through the support pillars 19

In vorteilhafter Weise besteht das LC-Glied aus zur Grundplatte 14. Bei der im allgemeinen verwen-The LC element advantageously consists of the base plate 14. In the case of the generally used

einer variablen Induktivität und einer Kapazität in 30 deten Frequenz von 13,56 MHz ist die Impedanz dera variable inductance and a capacitance in 30 deten frequency of 13.56 MHz is the impedance of the

Serienschaltung, denn damit lassen sich in relativ ein- Tragsäulen groß genug, um eine meßbare Hoch-Series connection, because this means that in relatively single support columns large enough to create a measurable high

facher Weise Abstimmung und Einstellung wie oben frequenzspannung zwischen Gegenelektrode 18 undmultiple way tuning and setting as above frequency voltage between counter electrode 18 and

beschrieben vornehmen. Grundplatte 14 zu erhalten. Diese Spannung ist da-as described. To obtain base plate 14. This tension is there-

Zur zweckmäßigen und vorteilhaften Überwachung neben abhängig vom Gasdruck und von den Abdes Zerstäubungsvorgangs ist ein Gleichstrom-Meß- 35 messungen der Elektroden. Das Potential des Plasmas instrument parallel zum LC-Glied geschaltet, um so innerhalb des Gefäßes 12 wird durch die Spannung unter anderem die Güte der aufzudampfenden Schicht bestimmt, mit welcher das Plasma begrenzende Oberbeeinflussen zu können. Dies gilt insbesondere für auf flächen, wie z. B. die Grundplatte 14, die Seitenwände Halbleitersubstrate aufgestäubte Isolatorschichten, wo des Gefäßes 12 und die Kathodenabschirmung 20, bedurch entsprechende Gleichstromeinstellung Verun- 40 aufschlagt sind. Diese Oberflächen werden im allreinigungsionen aus der Isolatorschicht herausgezogen gemeinen auf Erdpotential gehalten. Das bedeutet, daß werden können. Ebenso lassen sich die in Haftstellen in der dargestellten Vorrichtung 10 eine Potentialder aufgestäubten Schicht eingefangenen Gasionen des differenz zwischen dem Plasma und der Gegenelektrode beim Zerstäubungsvorgang verwendeten Edelgases auf mit den darauf befindlichen Substraten auftritt. Diese ein Minimum halten. 45 Potentialdifferenz und darüber hinaus die Phase desFor expedient and advantageous monitoring in addition to depending on the gas pressure and the Abdes The sputtering process is a direct current measurement of the electrodes. The potential of the plasma instrument connected in parallel to the LC element so as to be inside the vessel 12 by the voltage among other things, determines the quality of the layer to be evaporated, with which the plasma-limiting over-influence to be able to. This applies in particular to areas such as B. the base plate 14, the side walls Semiconductor substrates sputtered insulator layers, where the vessel 12 and the cathode shield 20, be through Corresponding DC current setting are 40 shown. These surfaces are all-cleaning ions pulled out of the insulator layer common held at ground potential. It means that can be. Likewise, the traps in the device 10 shown can have a potential of sputtered layer of trapped gas ions of the difference between the plasma and the counter electrode noble gas used in the sputtering process occurs on the substrates thereon. This keep a minimum. 45 potential difference and beyond that the phase of the

Beim hier beschriebenen Verfahren wird also durch Potentials der Gegenelektrode gegenüber der Zerstäu-Regelung eines zusätzlich eingeführten Parameters die bungselektrode, welche sich durch die Impedanz physikalische Eigenschaft eines aufzustäubenden Films zwischen Gegenelektrode und Grundplatte ergibt, so beeinflußt, daß sich für nachfolgende Bearbeitungs- haben, wie sich herausgestellt hat, wesentlichen Eingänge, insbesondere bei Anwendung von Ätzprozessen, 50 fluß auf die physikalischen Eigenschaften der durch das keine nachteiligen Wirkungen ergeben; was insbeson- Zerstäuben hergestellten dielektrischen Schichten,
dere dann von Vorteil ist, wenn bei Herstellung von F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung der Vormonolithischen, integrierten Schaltkreisen aufeinander- richtung zum Kathodenzerstäuben gemäß vorliegenfolgend mehrere Ätzvorgänge Anwendung finden. dem Verfahren. Diese Vorrichtung 3$ besteht wieder-Dieser zusätzlich eingeführte Parameter läßt sich prä- 55 um aus einem Zerstäubungsgefäß 12 mit einer Grundzise und relativ einfach einstellen im Gegensatz zur platte 14, in welchem sich die Zerstäubungselektrode 16 [Einstellung der bisher veränderten Parameter wie Gas- befindet. Das zu zerstäubende Material befindet sich druck. Magnetfeld, Zerstäubungsleistiing usw. in Form einer Scheibe 17 auf der Zerstäubungselek-In the method described here, the training electrode, which results from the impedance of the physical property of a film to be sputtered between the counter electrode and the base plate, is so influenced by the potential of the counter electrode as opposed to the atomization control of an additionally introduced parameter that subsequent processing has, such as it has been found that essential inputs, especially when using etching processes, have 50 flow on the physical properties of which do not result in any adverse effects; what in particular- sputtering produced dielectric layers,
which is then advantageous if in the production of FIG. 2 shows a schematic representation of the pre-monolithic, integrated circuits facing one another for cathode sputtering in accordance with the following several etching processes are used. the procedure. This device 3 exists again - this additionally introduced parameter can be set in advance from an atomization vessel 12 with a basic design and relatively easily in contrast to the plate 14 in which the atomization electrode 16 is located [setting the previously changed parameters such as gas . The material to be atomized is under pressure. Magnetic field, atomizing power, etc. in the form of a disk 17 on the atomizing element

Nachstellend sind Ausführungsbeispiele der Erfin- trode 16, welche außerdem eine Abschirmung 20 be-Embodiments of the invented electrode 16, which also have a shield 20, are adjusted.

dung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 60 sitzt. Die Gegenelektrode 32 ist innerhalb des Gefäße-application explained in more detail with reference to the drawing. It shows 60 seats. The counter electrode 32 is inside the vessel

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrich- 12 auf Isolationssäulen 34 angebracht, so daß die Gelung zum Kathodenzerstäuben nach dem Stande der genelektrode 32 elektrisch von der Grundplatte 14 isoTechnik, liert ist. Durch Anschluß des Generators 24 wird eintF i g. 1 is a schematic representation of a device 12 attached to isolation columns 34 so that the gelation for cathode sputtering according to the state of the gene electrode 32 electrically from the base plate 14 isoTechnik, is lated. By connecting the generator 24 is one

F i g. 2 eine Vorrichtung zum Kathodenzerstäuben Hochfrequenzspannung zwischen ZerstäubungselekF i g. 2 a device for cathode sputtering high frequency voltage between sputtering elec

gemäß dem vorliegenden Verfahren, 65 trode 16 und Grundplatte 14 angelegt, aulkrdenaccording to the present method, 65 electrode 16 and base plate 14 applied, aulkrden

F i g. 3 eine Darstellung der Abhängigkeit der Im- zwischen Zerstäubungselektrode 16 und GegenelekF i g. 3 shows the dependency of the intermediate between the sputtering electrode 16 and the counter-electrode

pedanz der Substrathalterung von Kurzschlußstrom trode 32 über eine Impedanz 36. Die Zuführung 38 zuPedance of the substrate holder of short-circuit current trode 32 via an impedance 36. The feed 38 to

und Leerlaufspannung, Gegenelektrode ist isoliert durch die Grundplatte l·and open circuit voltage, counter electrode is insulated by the base plate l

durchgeführt. Während des Betriebes entsteht eine Frequenz groß genug sein, damit die Anzahl von Potcntialdifferenz K« zwischen den das Plasma be- Ionen, welche das Dielektrikum während der negativen grenzenden leitenden Oberflächen des Gefäßes 12 und Halbwelle erreichen, d. h. während der die Zersläudcr Gegenelektrode 32. Die kapazitiven und induk- bungselektrode positiv und die Gegenelektrode negativen Anteile der Impedanz 36 können zur Steuerung 5 tiv ist, nicht ausreicht, um die-gewünschte negative , der Gegenelektrodenspannung geändert werden. Auf Aufladung auf der Oberfläche der Zerstäubungsdiese Weise läßt sich eine Steuerung der physikalischen elektrode kompensieren zu können. Würde die ZerEigenschaften der durch Aufstäuben entstehenden stäubungselektrode wesentlich positiv aufgeladen, so dünnen Schichten erzielen, wie es im folgenden näher würde ein inverses Zerstäuben des zu beschichtenden erläutert wird. i° Objekts und umgebender Metallteile auftreten, von jaccomplished. During operation a frequency arises to be large enough to allow the number of Potential difference K «between the ions the plasma and the dielectric during the negative adjoining conductive surfaces of the vessel 12 and reach half-wave, d. H. during which the decomposers Counter electrode 32. The capacitive and induction electrode positive and the counter electrode negative Portions of the impedance 36 can be used to control 5 is not sufficient to produce the desired negative, the counter electrode voltage can be changed. Charge on the surface of the atomizing these Way can be a control of the physical electrode to be able to compensate. Would the Zer properties the sputtering electrode produced by sputtering is significantly positively charged, see above Achieve thin layers, as it would be closer in the following an inverse sputtering of the to be coated is explained. i ° object and surrounding metal parts occur from j

Beim Zerstäuben besteht eine Gasglimmentladung Teilen also, die im allgemeinen als Gegenelektrode bzw. ■ zwischen zwei gelrennten Elektroden. Wird eine Gleich- Anode dienen. Mit der richtig ausgewählten Frequenz \ spannung an die Elektroden angelegt, so ist die Zer- und Amplitude der angelegten Spannung ergibt sich j stäubungselektrode negativ und stellt also die Kathode ein ausschließliches Zerstäuben an der Zerstäubungsdar. Beim HF-Zerstäuben kann die Zerstäubungs- 15 elektrode, und weder die Anode noch die Substratelektrode ebenfalls als Kathode bezeichnet werden, ob- halterung werden eine so hohe Aufladung erfahren. j wohl sie dann nicht ständig negativ gegenüber der daß sich eine inverse Zerstäubung einstellen kann. j anderen Elektrode ist. Unter dem Einfluß des elek- Unter diesen Bedingungen wird also die Zerstäubungstrischen Feldes zwischen beiden Elektroden wird das elektrode während der meisten Zeit negativ geladen \ Gas teilweise durch Kollisionen von beschleunigten 20 sein und sich ähnlich wie eine Kathode beim Gleich- ! freien Elektronen mit Gasmolekülen ionisiert, so daß stromzerstäuben verhalten, weshalb sie hier auch als ; positiv geladene Gasionen entstehen. Diese Ionen wer- Hochfrequenzkathode bezeichnet wird, während die j den in Richtung zur Kathode beschleunigt, wodurch gegenüberliegende Elektrode als Hochfrequenzanode \ eine Raumladung um die Kathode herum aufgebaut bezeichnet wird.During sputtering, there is a gas glow discharge. Parts are generally used as a counter electrode or between two separated electrodes. Will serve a common anode. With the properly selected frequency \ voltage applied to the electrodes, the destruction and amplitude of the applied voltage results j stäubungselektrode negative and therefore, the cathode sputtering an exclusive on the Zerstäubungsdar. In the case of HF sputtering, the sputtering electrode and neither the anode nor the substrate electrode can also be referred to as the cathode; if this is maintained, such a high charge will be experienced. j it is then not always negative compared to the fact that an inverse atomization can set in. j is another electrode. Under the influence of the elec- Under these conditions the sputtering field between the two electrodes will be negatively charged for most of the time \ gas will be accelerated in part by collisions of 20 and is similar to a cathode at the same time. free electrons ionized with gas molecules, so that current atomization behave, which is why they are also called here; positively charged gas ions arise. These ions are called high-frequency cathode, while the j den accelerates in the direction of the cathode, whereby the opposite electrode is called high-frequency anode \ a space charge built up around the cathode.

wird. Innerhalb eines der Kathode benachbarten Ge- 25 Bei an die Zerstäubungselektrode 16 angelegter Hochbietes, dem Kathodenfallraum, sind diese Ionen einem frequenzspannung wird also die Dielektrikumsscheibe starken Feld ausgesetzt, so daß diese in Richtung zur 17 als Hochfrequenzkathode während derjenigen Zeit Kathode hin beschleunigt werden. Mit hohem Impuls wirken, während der das Potential der Zerstäubungstreffen sie so auf die Zerstäubungselektrode auf, wobei elektrode 16 negativ in bezug auf Erde ist. Während atomare Teilchen herausgeschlagen werden können. 3° der zwischenliegenden Zeitintervalle steigt das Poten-Diese aus dem Kathodenmaterial herausgeschlagenen tial der Zerstäubungselektrode 16 über Erdpotential bzw. gestäubten Teilchen werden auf Objekten in der an. werden in dem entstehenden elektrischen Feld Umgebung niedergeschlagen. Die Vorrichtung kann Elektronen auf die Zerstäubungseleklrode hin beso ausgelegt sein, daß z. B. das zerstäubte Material auf schleunigt, wodurch die durch die vorher aufgetroffe-Substraten kondensiert, welche auf der gegenüber- 35 nen positiven Ionen vorhandene positive Ladung abliegenden Elektrode, also der Gegenelektrode oder gebaut wird. Wie bereits oben erwähnt, werden lilek-Anode, befestigt sind. tronen in wesentlich größerer Anzahl von der Zerstäu-will. Within a region adjacent to the cathode. the cathode drop space, these ions are at a frequency voltage so it becomes the dielectric disk exposed to strong field, so that this towards 17 as a high frequency cathode during that time Be accelerated towards the cathode. Act with high momentum, during which the potential of the atomization meets place them on the sputtering electrode with electrode 16 negative with respect to ground. While atomic particles can be knocked out. 3 ° of the intervening time intervals the pot-this increases knocked out of the cathode material tial of the sputtering electrode 16 above ground potential or dusted particles are on objects in the at. are in the resulting electric field Downcast environment. The device can deliver electrons to the sputtering electrode be designed that z. B. accelerates the atomized material, thereby reducing the impact of the previously encountered substrates condenses which are deposited on the opposite positive ion 35 existing positive charge Electrode, i.e. the counter electrode or is built. As already mentioned above, lilek anodes, are attached. Trons in significantly larger numbers from the atomizer

Zum Zerstäuben von isolierenden oder dielektrischen bungselektrode angezogen, als die schwereren Ionen; Materialien ist eine Gleichspannungs-Glimmentladung da aber ein Dielektrikum vorliegt und die eigentliche ungünstig, da beim Ionenbombardement des abzu- 40 Elektrode 16 hiervon bedeckt ist. kann kein Gleichstäubenden Materials positive Ionen die Zerstäubungs- slromanteil durch die Hochfrequenzkathode fließen, elektrode positiv aufladen, wodurch ein solches Feld Das Ergebnis der Wechselwirkung von Ionen und aufgebaut wird, daß einfallende Ionen abgebremst und Elektronen mit der Dielektrikumsscheibe 17 sind Bezurückgeslreut werden, so daß nach gewissem Zeit- dingungen, die die Kathode ein mittleres negatives ablauf auf Grund dieser Aufladung der Zerstäubungs- 45 Potential in bezug auf Erde einnehmen lassen. Auch elektrode kein Material mehr abgestäubt wird. Aus wenn momentan ein positives Potential auftritt, genügt diesem Grunde ist es notwendig, mit Wechselspannung dieses doch nicht, um ein inverses Zerstäuben auf den bzw. HF zu arbeiten, wobei einfallende Ionen nur wäh- umgebenden Metallteilen oder der Hochfrequenzrend der Zeitperioden Material von der Zerstäubungs- anode 32 zu bewirken.Attracted to sputtering insulating or dielectric training electrode than heavier ions; Materials is a direct voltage glow discharge because there is a dielectric and the actual one unfavorable, since the electrode 16 to be removed is covered by the ion bombardment. can not be co-dusting Material positive ions, the sputtering current flow through the high-frequency cathode, Electrode positive charge, creating such a field The result of the interaction of ions and is built up so that incident ions are slowed down and electrons with the dielectric disk 17 are back-scattered so that after certain time conditions the cathode will have a mean negative Let the sputtering potential in relation to the earth take up due to this charge. Also electrode no more material is dusted off. Off when a positive potential occurs at the moment is sufficient For this reason it is necessary, with alternating voltage, to avoid inverse atomization on the or HF to work, with incident ions only surrounding metal parts or the high frequency trend of the time periods to effect material from the sputtering anode 32.

elektrode abstauben, in denen sie negativ in bezug auf 50 Die verbesserte Vorrichtung zum Stäuben gemäßElectrode dust, in which they are negative with respect to 50 The improved device for dusting according to

die Glimmentladung vorgespannt ist. Während der vorliegendem Verfahren besitzt nun eine Impedanzthe glow discharge is biased. During the present process now possesses an impedance

zwischenliegenden Perioden, während der die Polari- zwischen Substrathalterung und der relativ großenintermediate periods during which the polar between substrate holder and the relatively large

täten der Elektroden sich umkehren, werden Elek- leitenden, das Plasma begrenzenden Oberfläche in-If the electrodes were to be reversed, the surface that bounded the plasma would be

tronen von der Zerstäubungselektrode angezogen, so nerhalb des Zerstäubungsgefäßes, wodurch eine Steu-trons attracted by the atomizing electrode, so within the atomizing vessel, whereby a control

daß die positive Aufladung kompensiert wird. Da 55 erung von Amplitude und Phase der Spannung an derthat the positive charge is compensated. Since 55 the amplitude and phase of the voltage at the

nun die Elektronen eine größere Beweglichkeit im Ver- Gegenelektrode in bezug auf die Zerstäubungselek-Now the electrons have greater mobility in the counterelectrode in relation to the atomizing elec-

gleich zu den Ionen aufweisen, besteht die Tendenz, trode möglich ist. Durch eine solche Steuerung läßtequal to the ions, there is a tendency to trode is possible. With such a control leaves

daß mehr Elektronen als Ionen auf die Zerstäubungs- sich Einfluß nehmen auf die durch Zerstäuben auf-that more electrons than ions on the atomization influence the atomization

elektrode einfallen; da aber in dem dielektrischen Ma- gebrachten Schichten. Zusätzlich zu den bisher be-sink electrode; but there are layers created in the dielectric material. In addition to the previously

terial der Zerstäubungselektrode keine Gleichströme, 60 kannten Parametern zur Steuerung des AufwachsensMaterial of the sputtering electrode no direct currents, 60 knew parameters for controlling the growth

sondern nur Verschiebungsströme fließen können, lädt von Schichten bei Glimmentladungen wie Druck, Tem-but only displacement currents can flow, charges from layers during glow discharges such as pressure, temperature

sich die entsprechende Zersläubungselektrode auf, pcrarur und Magnetfeld, wird damit als neuer Para-the corresponding compulsive electrode, pcrarur and magnetic field, is thus a new paradigm

wenn vorausgesetzt ist, daß das Dielektrikum die meter eine Abstimmung des Gegenelektrodenzustandesif it is assumed that the dielectric meter a vote of the counter electrode state

einzige Verbindung zwischen den Elektroden dar- eingeführt,only connection between the electrodes is introduced,

stellt. 65 Die in F i g. 5 dargestellte Serienschaltung einer In-represents. 65 The in F i g. 5 shown series connection of an in-

Um überhaupt eine Glimmentladung aufrecht- duktivität 74 und einer Kapazität 75. welche ir. F i g. 2In order to have a glow discharge at all up- ductivity 74 and a capacitance 75. which ir. 2

erhalten und damit ein dielektrisches Material an der als Impedanz 36 auftritt, kann von einer kapazitivenobtained and thus a dielectric material at which occurs as impedance 36, can from a capacitive

Kathode zerstäuben zu können, muß die angelegte Reaktanz über eine Serienresonanz (Reaktanz -■- 0)In order to be able to atomize the cathode, the applied reactance must be via a series resonance (reactance - ■ - 0)

auf eine induktive Reaktanz abgestimmt werden, elektrisch als auch thermisch verbunden. Über einebe matched to an inductive reactance, electrically as well as thermally connected. Over a

welche ihrerseits parallel zur Streukapazität zwischen isolierende Dichtung 66 ist die Kühlleitung 64 durchwhich in turn is parallel to the stray capacitance between the insulating seal 66, the cooling line 64 through

Gegenelektrode und Erde, d. h. Grundplatte 14 und die Grundplatte 14 in das Gefäß eingeführt,Counter electrode and earth, d. H. Base plate 14 and base plate 14 inserted into the vessel,

leitenden Seitenwänden 42 des Gefäßes liegt und damit Ein Hochfrequenzgenerator 70 ist elektrisch mit derconductive side walls 42 of the vessel is and thus a high frequency generator 70 is electrically connected to the

auf Parallelresonanz abgestimmt werden kann. Die 5 Zerstäiibimgselektrode 16 verbunden. Ein LC-Gliedcan be tuned to parallel resonance. The 5 atomizing electrode 16 connected. An LC link

Reaktanz zwischen Gegenelektrode 32 und Erde ist zur Anpassung der Impedanz besteht aus einer ver-Reactance between counter electrode 32 and earth is to match the impedance consists of a

also kontinuierlich von Null bis zu sehr großen Werten änderlichen Kapazität 71, einer Induktivität 72 undthus continuously from zero to very large values of variable capacitance 71, an inductance 72 and

von induktiven oder kapazitiven Blindwiderständen einer zweiten abstimmbaren Kapazität 73 zwischenof inductive or capacitive reactances of a second tunable capacitance 73 between

abstimmbar. Eine Hochfrequenzdrossel 76 liegt zwi- dem Ausgang des HF-Generators 70 und der Platte 44.tunable. A high-frequency choke 76 is located between the output of the HF generator 70 and the plate 44.

sehen Gegenelektrode und einem Gleichstrom-Meß- io Mit Hilfe dieses Schaltkreises läßt sich die Impedanzsee counter electrode and a direct current measuring io With the help of this circuit the impedance

instrument 78, um die Gleichstrombedingungen der der Spannungsversorgung derart kompensieren, daßinstrument 78 to compensate for the DC conditions of the power supply so that

Gegenelektrode erfassen zu können. Sowohl Leerlauf- die gewünschte Phasenlage der Spannung und desTo be able to detect counter electrode. Both idle the desired phase position of the voltage and the

gleichspannung und Kurzschlußgleichstrom lassen sich Stromes an der Zerstäubungselektrode auftritt. DieDC voltage and short-circuit DC current can occur when the current occurs at the sputtering electrode. the

ohne Beeinflussung des Hochfrequenzkreises messen. Impedanz, gebildet aus der abstimmbaren Induktivitätmeasure without influencing the high-frequency circuit. Impedance, formed from the tunable inductance

In einer Vorrichtung zum Zerstäuben, in welcher die 15 74 in Serie mit der Kapazität 76, liegt zwischen ge-In a device for atomizing, in which the 15 74 in series with the capacity 76, lies between

Impedan7 zwischen Grundplatte 14 und Gegenelek- erdeter Grundplatte 14 und Gegenelektrode. DieseImpedan7 between base plate 14 and counter-electrode grounded base plate 14 and counter-electrode. This

trode 32 rein induktiv ist, tritt eine Phasenverschiebung Impedanz dient, wie bereits erwähnt, als neuer Para-trode 32 is purely inductive, a phase shift occurs Impedance serves, as already mentioned, as a new parameter

von etwa 180° zwischen Kathode oder Zerstäubungs- meter zur Steuerung des Auf stäub Vorgangs der di-of about 180 ° between the cathode or sputtering meter to control the sputtering process of the di-

elektrode und Gegenelektrode oder Anode auf. Theo- elektrischen Schicht auf die Substrate. |electrode and counter electrode or anode. Theo-electric layer on the substrates. |

retisch wird mit einer solchen reinen induktiven Im- so Zur Kontrolle der mittleren Gleichspannung an der |retic becomes with such a pure inductive Im- So To check the mean DC voltage at the |

pedanz die Spannung an der Kathode ihren positiven Gegenelektrode ist das Gleichstrom-Meßinstrument 78 |The direct current measuring instrument 78 |

Scheitelwert in dem Moment erreichen, wenn die über die Drossel 76 zwischen Erde und Gegenelektrode J|Reach peak value at the moment when the via the choke 76 between earth and counter electrode J |

Spannung an der Gegenelektrode im Minimum ist. gelegt. Mit Hilfe dieser Bauelemente 74, 75 und dem >.Voltage at the counter electrode is at a minimum. placed. With the help of these components 74, 75 and the>.

Unter diesen Voraussetzungen wird ein maximaler Meßinstrument 78 wird die Einsteilung des Potentials j·Under these prerequisites a maximum measuring instrument 78 becomes the graduation of the potential j

Gleichstrom zwischen Gegenelektrode und Erde 25 an den zu beschichtenden Substraten vorgenommen. ^Direct current between the counter electrode and earth 25 made on the substrates to be coated. ^

fließen, da bei der Bedingung, wo die Kathoden- Ein negatives mittleres Gleichstrompotential an derflow because in the condition where the cathode A negative mean direct current potential at the

spannung negativ ist, die Elektronen zwischen den Oberfläche der auf die Halbleitersubstrate aufgestäub-voltage is negative, the electrons between the surface of the sputtered on the semiconductor substrate

Elektronen auf die Anode zu beschleunigt werden, ten Isolatorschichten bewirkt eine anziehende KraftElectrons are accelerated to the anode, th insulator layers causes an attractive force

weil ja gleichzeitig die Spannung der Anode positiv ist. auf positive Verunreinigungsionen innerhalb der Iso-because at the same time the voltage of the anode is positive. for positive impurity ions within the iso-

Das Ergebnis ist eine maximale Anzahl von Elek- 30 latorschicht in Richtung zur Oberfläche der Schicht,The result is a maximum number of electrolytic layers in the direction of the surface of the layer,

tronen, welche pro Periode von der Gegenelektrode auf- Auf diese Weise werden Verunreinigungen aus dertrons, which per period from the counter-electrode on- In this way, impurities are removed from the

gefangen werden. Umgekehrt liegt bei rein kapazitiver Zwischenschicht Halbleiter Isolator entfernt, so daßbe caught. Conversely, in the case of a purely capacitive intermediate layer, the semiconductor insulator is removed so that

Impedanz eine 0"-Phasenverschiebung zwischen Ka- die Halbleitereigenschaften wesentlich verbessertImpedance a 0 "phase shift between Ka- significantly improves the semiconductor properties

thode und Substrat vor. Kathode und Substrat nehmen werden.method and substrate. Will take cathode and substrate.

jeweils gleichzeitig gleiche Spannungsscheitelwerte ein. 35 Das hier beschriebene Verfahren und die Vorrich-Hieraus ergibt sich ein minimaler Gleichstrom zwischen tung können ebenfalls zur Steuerung der Verunreini-Gegenelektrode und Erde. S¹¹¹¹S ^der aufgestäubten Schicht, d. h. der Anzahl von In F i g. 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Haftstellen eingefangenen Gasionen, verwendet dargestellt dessen Elemente aber nicht alle maßstabs- werden. Ein Beispiel, wo eine solche Anwendung nützgerecht in der Zeichnung auftreten. Das Zerstäubungs- 40 lieh sein könnte, ist die Veränderung der dielektrischen gefäß 40 besteht aus einer metallenen Grundplatte 14, Leitfähigkeit eines aufgestäubten Metallfilmes, da die auf welcher sich ein zylindrischer Behälter 42 befindet, Leitfähigkeit wesentlich von in Haftstellen eingefanweicher durch eine Platte 44 abgedeckt ist. Schematisch genen Gasionen abhängig ist.the same voltage peak values at the same time. 35 The method and the device described here result in a minimal direct current between the device can also be used to control the contamination counter-electrode and earth. S ¹¹¹¹ S of ^the sputtered layer, ie the number of In F i g. Fig. 5 is a preferred embodiment of the trapped gas ion trapped embodiment, illustrated but not all of the elements of which are drawn to scale. An example where such an application can appear useful in the drawing. The sputtering 40 could be borrowed, the change is the dielectric vessel 40 consists of a metal base plate 14, conductivity of a sputtered metal film, since the conductivity on which there is a cylindrical container 42 is covered by a plate 44, which is substantially softened in traps . Schematically dependent on the gene gas ions.

ist eine Vakuumpumpe 46 dargestellt, welche zur Eva- Zum besseren Verständnis werden im folgenden zweia vacuum pump 46 is shown, which for eva- For better understanding are in the following two

kuierung des Gefäßes dient. Als zweiter Anschluß ist 45 Beispiele gebracht,
ein Rohr 48 zum Zuführen von Gas vorgesehen,kuierung the vessel is used. 45 examples are given as a second connection,
a pipe 48 is provided for supplying gas,

welches über ein Ventil 49 mit der Gasquelle verbun- Beispiel I
den ist. Innerhalb des Zerstäubungsgefäßes 40 befindetwhich is connected to the gas source via a valve 49
that is. Located inside the atomization vessel 40

sich die Zerstäubungselektrode 16 mit der daran an- Eine Zerstäubungsvorrichtung, ähnlich der in gebrachten Dielektrikumsscheibe 17. Die Zerstäu- 50 F i g. 5 gezeigten, wurde mit Siliziumscheiben auf der bungselektrode 16 ist mit einer Heizvorrichtung zur Substrathalterung beschickt, welche einen Durch-Temperatursteuerung versehen. Eine Kühlflüssigkeit messer von 22,5 cm besaß, wobei ein Quarztarget mit zirkuliert durch die ringförmige Öffnung zwischen einem Durchmesser von 15 cm auf der Zerstäubungs-Elektrodenanschluß 50 und Kühlausfluß 51 und inner- elektrode montiert war und eine Hochfrequenzhalb der Zerstäubungselektrode 16. Wie in der Zeich- 55 leistung von 500 Watt angelegt wurde. Der Abstand nung angedeutet, ist die Zerstäubungselektrode 16 von zwischen Target und Substrat betrug 3,1cm. Der der Platte 44 durch eine Glasisolation 52 isoliert. Ein« Druck wurde bei 15 m Torr gehalten. Eine Anzahl von Abschirmung 20 umgibt die Zerstäubungselektrode 16 Versuchen wurde_angestellt, bei welchen die Substratzur Verhinderung von Erosion beim Zerstäuben. reaktanz durch Änderung der Induktivität 74 jeweils Eine Gegenelektrode ist der Zerstäubungselektrode 60 verändert wurde. Bei jedem Versuch wurden Leerlaufgegenüberliegend innerhalb des Gefäßes angebracht. gleichspannung und Kurzschlußgleichstrom mit Hilfe Sie besteht aus einer leitenden Platte 32, welche auf des Meßinstruments 78 ermittelt. Die Ergebnisse einer Tragsäulen 34 isolierenden Materials ruht. In einer solchen Versuchsreihe sind in Tabelle I, die graphisch Ausnehmung der Gegenelektrode 32 befindet sich eine in Fig. 3 wiedergegeben ist, dargestellt Kurve 82 hierin eingelassene Substrathalterplatte 62, welche 65 zeigt dabei die Leerlaufspannung, Kurve 84 den Kiirzwiederum die einzelnen zu beschichtenden Substrate 60 schlußstrom. Die Kurvenbereiche 84 und 85 zeigen trägt Eine Kühlleitung 64 mit in Pfeilrichtungen zir- Instabilitäten, deren Grund noch nicht aufgedeckt k ulicrender K ühlflüssigkeit ist mit der Platte 32 sowohl werden konnte.the sputtering electrode 16 with the attached to it. A sputtering device, similar to that in FIG applied dielectric disk 17. The atomization 50 F i g. 5 was made with silicon wafers on the Training electrode 16 is charged with a heating device for substrate holding, which has a through-temperature control Mistake. A coolant knife of 22.5 cm possessed, with a quartz target with circulates through the annular opening between a 15 cm diameter on the atomizing electrode connector 50 and cooling outlet 51 and inner electrode was mounted and a high frequency half of the sputtering electrode 16. As applied in the drawing power of 500 watts. The distance indicated, the sputtering electrode 16 was 3.1 cm between target and substrate. the the plate 44 is isolated by a glass insulation 52. A pressure was held at 15 m torr. A number of Shielding 20 surrounds the sputtering electrode 16 Experiments have been carried out in which the substrate only Prevention of erosion during atomization. reactance by changing the inductance 74 respectively A counter electrode is the sputtering electrode 60 has been modified. In each attempt, idles became opposed attached inside the vessel. DC voltage and short circuit DC current with the help It consists of a conductive plate 32, which is measured on the measuring instrument 78. The results of a Support columns 34 of insulating material rests. In one such series of tests, Table I shows the graphs In the recess of the counter electrode 32 there is a curve 82 shown in FIG. 3 Substrate holder plate 62 embedded therein, which shows 65 the open circuit voltage, curve 84 the short circuit in turn the individual substrates to be coated 60 short-circuit. The curve areas 84 and 85 show carries a cooling line 64 with instabilities in the directions of the arrows, the reason for which has not yet been discovered k ulicrender coolant is with the plate 32 both could be.

209637/317209637/317

τ-τ-

Table I.

SubstratreaktanzSubstrate reactance LeerlaufspannungOpen circuit voltage KurzschlußstromShort circuit current (Ohm)(Ohm) (Volt)(Volt) (mA)(mA) 1616 r 10r 10 10,610.6 -5-5 00 00 1-4,51-4.5 -7-7 -1,0-1.0 + 12+ 12 -15-15 -2,4-2.4 + 24+ 24 -33-33 -5,5-5.5 + 37+ 37 -35-35 -5,5-5.5 +40+40 +2+2 + .04+ .04 + 60+ 60 + 5+ 5 +.12+.12

Example II

Ähnlich den im Beispie! 1 beschriebenen Versuchen mit einer Zerstäubungsvorrichtung, ähnlich der in F i g. 2 gezeigten, wurden Siliziumdioxidbeschichtungen von Siliziumscheiben mittels Aufstäuben in einer Argon-Glimmentladung vorgenommen. Die Scheiben wurden in konventioneller Weise poliert, gesäubert und getrocknet und auf der Gegenelektrode befestigt. Der Argon-Gasdruck betrug 15 m Torr.Similar to the example! 1 described experiments with an atomizing device similar to that in F i g. 2, silicon dioxide coatings were applied to silicon wafers by means of sputtering in FIG made an argon glow discharge. The disks were polished, cleaned in a conventional manner and dried and attached to the counter electrode. The argon gas pressure was 15 m Torr.

Im ganzen wurden sieben Versuche zur Beschichtung von Siliziumdioxidschichten auf Siliziumscheiben bei jeweils 500 Watt Hochfrequenzleistung währena einer Dauer von 30 Minuten vorgenommen. Die wirksame Gegenelektrodenreaktanz betrug je nach Versuch zwischen —16 und +27 Ohm. Diese Gesamtreaktanz ergab sich jeweils aus der Streureaktanz im Zusammen-A total of seven attempts at coating were made of silicon dioxide layers on silicon wafers at 500 watts of high-frequency power each during one Duration of 30 minutes. The effective counter electrode reactance was depending on the experiment between -16 and +27 ohms. This total reactance resulted from the leakage reactance in each case

1010

wirken mit der variablen Reaktanz. Während jedes Versuches wurden mit Hilfe des Meßinstrumentes 78 wiederum Leerlaufspannung und Kurzschlußstrom aufgenommen.act with the variable reactance. During each experiment, 78 again added open-circuit voltage and short-circuit current.

Von jeder Schicht wurde außerdem die sogenannte »Pin- Hole-Durchbruch«-Dicke ermittelt. Hierunter wird diejenige Dicke verstanden, welche eine homogene, Störstellenfreie Schicht hätte, wenn sie innerhalb der gleichen Zeit durch das Ätzmittel abgetragen würde,The so-called »pin-hole breakthrough« thickness was also determined for each layer. Below is understood to mean the thickness which a homogeneous, defect-free layer would have if it were inside would be removed by the etchant at the same time,

ίο wie die durch Störstellen, d. h. durch erhöhte Ätzgeschwindigkeit, ausgezeichneten Stellen der Schicht. Eine größere Anzahl von Flächen auf jeder Scheibe wurde angeätzt und die verschiedenen Eindringtiefen gemessen. Danach wurden die Scheiben hinreichend lange in ein elektrisches Kupferbeschichtungsbad gelegt, damit sich Kupfer auf den dem Bad ausgesetzten Oberflächenbereichen niederschlagen konnte. Schließlich wurden die Scheiben unter dem Mikroskop untersucht. Ähnlich wie bei dem bekannten, mit »Deko-ίο like those caused by imperfections, d. H. through increased etching speed, excellent spots of the layer. A greater number of faces on each disc was etched and the different penetration depths measured. After that, the disks became sufficient placed in an electric copper plating bath for a long time so that copper would be exposed to the bath Surface areas could precipitate. Finally, the slices were examined under the microscope. Similar to the well-known, with »Deko-

ao ration« bezeichneten Verfahren deutete auch hier eine hohe Niederschlagsdichte in einer geätzten Fläche auf eine Stelle hin, an der die Ätzung b>s auf das Substrat hinunter erfolgt war, also ein »Pin-Hole-Durchbruch« vorlag.ao ration «indicated a process here too high precipitation density in an etched area a point where the etching b> s was carried out down to the substrate, i.e. a »pin-hole breakthrough« Template.

as Das eingefangene Argon wurde in jeder aufgestäubten Schicht mit Hilfe von Röntgenfluoreszensanalyse gemessen.The trapped argon was sputtered in each Layer measured with the help of X-ray fluorescence analysis.

In der folgenden Tabelle II werden die Ergebnisse der so ausgeführten Versuche dargestellt. Eine entsprechende graphische Darstellung findet sich in F i g. 4.The results of the tests carried out in this way are shown in Table II below. A corresponding graphical representation can be found in FIG. 4th

Table Il

Gegenelektroden-Counter electrode GegenelektrodenCounter electrodes ÄtzgeschwindigEtching speed Pin-Hole-Pin hole Geschätzter AnteilEstimated share rcakianz X, rcakianz X, stromelectricity keitspeed Durchbruch-DickeBreakthrough thickness von eingefangenem Argonof trapped argon (Ohm)(Ohm) (mA)(mA) (Ä/Sek.)(Ä / sec.) (7o der Gesamtdicke)(7o of the total thickness) (Molprozent)(Mole percent) +27+27 -5,5 mA-5.5 mA 5,25.2 1212th 2,52.5 +20+20 —5,0 mA-5.0 mA 5,85.8 44th + 12+ 12 -2,4-2.4 4,84.8 55 1,21.2 + 8,2+ 8.2 -2,0-2.0 5,55.5 1616 +4,5+4.5 -1,0-1.0 9,99.9 6262 0,50.5 -3,5-3.5 00 9,49.4 6969 0,40.4 -16-16 +0,6+0.6 10,210.2 8585 0,80.8

Bei Beendigung der Versuchsreihe wurden die belle II und F i g. 4 zeigen beide den außerordent-At the end of the test series, the belle II and F i g. 4 both show the extraordinary

Scheiben für eine feste Zeitdauer einem Ätzmittel aus- 50 liehen Einfluß der Gegenelektrodenreaktanz auf dieDisks lent to an etchant for a fixed period of time. Influence of counter-electrode reactance on the

gesetzt, welches aus ^O Volumteilen 70%iger HNO₃, Ätzgeschwindigkeit, auf den Wert der sogenanntenset, which consists of ^ O parts by volume 70% HNO ₃ , etching rate, to the value of the so-called

15 Volumteilen 49%iger HF, 300 Volumteilen H₁O Pin-Hole-Durchbruch-Dicke sowie auf den Anteil des15 parts by volume of 49% HF, 300 parts by volume of H ₁ O pin-hole breakthrough thickness and the proportion of the

bestand. Die abgetragene Dicke wurde gemessen und eingefangenen Argons,
daraus die Ätzgeschwindigkeit berechnet Die Ta- duration. The ablated thickness was measured and trapped argon,
from the etch rate calculated The Ta

Hieizu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

2 549 V2,549 V

Claims

Patent claims

1. Process for applying thin layers of non-conductive material to a Pad by means of a high-frequency glow discharge in a noble gas atmosphere between a Sputtering electrode with the non-conductive material and a counter electrode with the one to be coated Support in an atomization vessel with conductive outer walls, thereby characterized in that the amplitude and phase of the high-frequency voltage acting on the counter-electrode (32) by an electrically between the counter electrode (32) and the conductive outer surfaces of the atomization vessel (40) switched. tunable LC element (36; 74, 75) influenced will.

2. The method according to claim 1, characterized in that on both discharge electrodes (16, 32) the respective HF potential can be adjusted according to amplitude and phase position.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that after the vote the entire impedance, consisting of that of the LC element (36; 74, 75) and the one lying parallel to it Stray impedance, essentially representing an inductive reactance.

4. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized in that that the base (14) and cover plate (44) and the side walls (42) of the atomization vessel (40) are made of metal.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the LC element consists of a variable inductance (74) and a capacity (75) in series.

6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that a direct current measuring instrument (78) in series with a throttle (76) parallel to the LC element (74, 75) for monitoring the discharge is provided.